红外非制冷焦平面探测器的出现,使红外热成像系统省去了复杂的制冷机构,与制冷式红外热像系统相比,非制冷红外热像系统具有体积小、质量轻、功耗低、性价比高、携带方便等优点,在军事、工业等诸多领域有着广泛的应用,成为当前红外热像系统研究的热点。本课题围绕非制冷红外焦平面图像采集系统的硬件实现展开研究,在分析非制冷红外热成像系统工作原理的基础上,针对本系统使用的红外焦平面探测器,论述了微测辐射热计以及热电制冷器的工作原理、性能参数及其工作特性;根据非制冷红外探测器机芯组件开发协议,提出本系统实现的功能和主要技术指标,在此基础上确定本系统所要遵循的设计原则和技术要求,分析比较了当前各种图像采集系统的结构和软硬件实现方案,提出了基于FPGA的非制冷红外焦平面图像采集系统的设计方案,该方案具有结构简单、体积小、性价比高、功耗低等优点;深入地研究了微测辐射热计UL03191、热电制冷器温度控制芯片ADN8830、视频信号处理器AD9824、视频编码器SAA7104、数据存储器IS61LV51216以及LVDS编码器DS90CR287的工作原理和时序逻辑,采用VHDL语言,在MUX-Plus II编译环境下完成了FPGA的逻辑设计,基于这些器件完成了图像采集系统的硬件设计;针对红外图像的特点,采用FPGA实现红外图像的非均匀性校正和盲元替代,改善图像的信噪比,提高图像采集系统的成像质量,实现了图像的采集、处理、传输及显示等功能。